W prawidłowo zaprojektowanym i wykonanym budynku pożar powinien rozprzestrzeniać się punktowo, powinna nastąpić błyskawiczna detekcja źródła ognia, jego odizolowanie, zapewnienie bezpiecznej ewakuacji i uruchomienie akcji gaśniczej, np. przy pomocy wbudowanych urządzeń gaśniczych.
Prawdziwe zagrożenie dla człowieka
Niszczącą siłę ognia większość ludzi kojarzy ze skrajnie wysoką temperaturą. Całkiem słusznie, bo żywioł osiągający 1000 °C topi metale – po aluminiowych karoseriach luksusowych samochodów zaparkowanych w płonących garażach zostaje bezkształtna masa. Skrajne temperatury w budynkach są zbyt niskie, aby stopić stal, jednak wystarczające do zainicjowania procesu mięknięcia i odkształcania konstrukcji, a w efekcie całkowitej destrukcji.
Jednak człowiekowi uwięzionemu w płonącym budynku śmiertelnie zagrażają znacznie wcześniejsze etapy pożaru, gdy temperatura wcale nie jest aż tak wysoka, a już emitowane są toksyczne gazy, które drastycznie zmieniają skład powietrza. Równie niebezpieczna jest utrata orientacji w kłębach ciemnego dymu, uniemożliwiającego znalezienie drogi ewakuacji.
Najlepsza obecnie praktyka ochrony przeciwpożarowej to podział budynku na strefy pożarowe oraz wytyczenie bezpiecznych dróg ewakuacji. Nowoczesne narzędzia cyfrowe umożliwiają modelowanie rozprzestrzeniania się ognia, tworzenie scenariuszy pożarowych. Nie ma jednak jednej, uniwersalnej koncepcji rozmieszczenia elementów ogniochronnych, każdy budynek, jego struktura podlegają odrębnej analizie w zależności od lokalizacji, przeznaczenia, występujących obciążeń ogniowych itd.
Szkło a pożar
Podstawowy gatunek szkła sodowo-wapniowego, które jest najpowszechniej stosowane w budownictwie, bez modyfikacji składu w postaci np. większej zawartości krzemionki i uzupełnień w formie różnorodnych przekładek, przejawia cechy materiału niepalnego o zupełnie dobrych parametrach i stanowi znakomitą bazę do wytworzenia pasywnej bariery chroniącej przez rozprzestrzenianiem się ognia. Szkło ma bardzo zróżnicowany skład, który właściwie dobrany pozwala kształtować parametry fizyczne odpowiednie do specyficznych zastosowań. Najprostsze, najpowszechniej używane jest plastyczne w temperaturze około 600 °C (w zbliżonej aluminium jest już cieczą, którą można rozlewać do form). Aby zacząć topić ten materiał, należy podnieść temperaturę o kolejne 400 °C. Skład szkła pozwala regulować temperaturę topnienia w bardzo szerokim zakresie, zarówno znacznie ją obniżyć, jak i podwyższyć do rzędu 2000 °C, a nawet bardziej. Szkło w pożarze budynku ma nikłe szanse na przemianę w płynną substancję. Jednak szklane pękają pod wpływem naprężeń wywołanych rozszerzaniem spowodowanym przez nagły wzrost temperatury, co w sposób oczywisty błyskawicznie pozbawia ten materiał jakichkolwiek cech ogniochronnych.
Szkło specjalne
Jeden z najprostszych sposobów zapobiegania pękaniu szkła, to stosowanie zbrojenia siatkami ze stali. Szyby o tej konstrukcji przez bardzo długi czas chronią przed przedostawaniem się ognia. Jednak nie stanowią bariery dla przenikania ciepła. Zbliżone właściwości ogniochronne ma szkło ceramiczne, które nie rozszerza się pod wpływem rosnącej temperatury, ma wysoką wytrzymałość na jej wahania, zachowuje integralność. Szkło ceramiczne stosuje się w kominkach, dlatego niemal każdy użytkownik budynków wie, że również nie blokuje przepływu energii cieplnej. W tym konkretnym zastosowaniu to jedna z jego zalet, pozwala cieszyć się ciepłem wypromieniowanym z paleniska. Zbliżenie do kominka ze szklaną osłoną jest pewnym odległym odwzorowaniem warunków w pomieszczeniach objętych pożarem, których ściany spełniają jedynie warunek szczelności ogniowej E, a pozbawione są cech izolacyjności ogniowej I.
Samo przebywanie, nawet przez chwilę, przy tak nagrzanej powierzchni powoduje absorpcję promieniowania cieplnego przez skórę i gwałtowne powstawanie dotkliwych oparzeń. W sąsiedztwie rozgrzanej szyby może nastąpić samozapłon wielu materiałów i w konsekwencji błyskawiczne rozprzestrzenienie pożaru. Do budowania przegród pożarowych może być stosowane jedynie szkło w klasie EI, które zachowuje integralność i blokuje przepływ energii cieplnej. Powierzchnia przegrody w pomieszczeniu nieobjętym pożarem zachowuje temperaturę w dopuszczalnym zakresie. W budynkach powszechnie stosuje się szkła o odporności ogniowej EI 30, EI 60, EI 90 i EI 120. Czas 30, 60, 90 czy 120 minut ochrony przed rozprzestrzenianiem się ognia zapewniają szkła laminowane o konstrukcji warstwowej lub z przekładkami żelowymi. Skład warstw wypełniających pakiet szklany jest zazwyczaj chroniony patentem. Część komponentów jest wrażliwa na działanie promieniowania UV, konieczne jest stosowanie dodatkowych folii niwelujących jego destrukcyjny wpływ. Szkło ogniochronne wielowarstwowe jest wyjątkowo ciężkie i wymagające pod względem montażowym. Zastosowanie jednorodnych wypełnień z miękkiego żelu pozwala ograniczyć wagę konstrukcji.
Ważne parametry
W przypadku rozważania parametrów fizycznych ważne są lokalizacja i ukierunkowanie szkła. Inaczej zachowywać się będą szyby umieszczone w przegrodach wertykalnych, inaczej w horyzontalnych zadaszeniach. Stosowanie w budynkach przegród przeziernych, czyli w głównej mierze szkła, jest powszechne ze względów użytkowych i estetycznych; w wielu lokalizacjach konieczne jest zastosowanie szkła o udokumentowanych parametrach szczelności i izolacyjności ogniowej. Systemy ogniochronne są wizualnie nie do odróżnienia od odpowiedników pozbawionych właściwości ppoż. Szkło ogniochronne produkowane jest również w formie wielkoformatowych tafli o wymiarach np. 2,3 x 4,6 m, a nawet pakietów giętych. Powszechnie używane są systemy ścianek bezramowych. Wymagania ppoż. dotyczą całej konstrukcji, profili, uszczelnień i mocowań. Wiele procesów można przeanalizować w bezpiecznych warunkach laboratoriów. Liczący się producenci szkła ppoż. zatrudniają własne zespoły badawcze i inwestują w specjalistyczną aparaturę.
Tekst: arch. Sylwia Melon-Szypulska